Bydd y cytundeb yn golygu mai Axiom fydd yn gwerthu'r holl gyfleoedd hysbysebu a nawdd i S4C ar deledu llinol, gwylio ar alw, platfformau digidol a thelesiopa.
Fe fydd y bartneriaeth yn dechrau ar y 1af o Ionawr, 2024.
Mae S4C yn darlledu dros 115 awr o raglenni yn wythnosol gan gynnwys Newyddion, drama, rhaglenni dogfen, cerddoriaeth, adloniant a rhaglenni plant.
Axiom Medi yw'r cwmni gwerthu annibynnol mwyaf yn y DU, sy'n cynrychioli darlledwyr a chyhoeddwyr byd-eang, o ran fideo digidol a darlledu llinol.
Mae S4C wedi buddsoddi'n sylweddol mewn llwyfannau digidol newydd, ac mae S4C yn gweld hyn fel un o'r prif ffyrdd o dyfu eu cyllid masnachol.
Mae'r darlledwr yn darparu ystod eang o gynnwys ar lwyfannau digidol gan gynnwys Freeview, Freesat, Sky, Virgin, Youview, Amazon Fire ac Xbox.
Mae cynnwys S4C hefyd ar gael i'w wylio'n fyw ac ar alw ar wasanaeth S4C Clic a BBC iPlayer, ynghŷd â chyfrifon cyfryngau cymdeithasol ar Facebook, X/Twitter, YouTube, Instagram a TikTok.
Dywedodd Sian Doyle, Prif Weithredwr S4C:
"Rwy'n falch iawn y byddwn yn partneru gydag Axiom wrth i ni geisio manteisio'n llawn ar y cyfleoedd sy'n bodoli i S4C wrth i ni weithredu ein strategaeth fasnachol newydd.
"Bydd Axiom yn gweithio gyda ni i sicrhau refeniw masnachol gyda chyfleoedd hysbysebu a nawdd gwych."
Dywedodd Jeremy Lawrence, Prif Weithredwr Axiom Media:
"Mae cael y cyfle i weithio gydag S4C, prif sefydliad cyfryngau Cymru, yn gyfle gwych ac yn cefnogi ein gweledigaeth o gynrychioli brandiau i'r farchnad drwy bwysleisio eu safbwynt a'u gwerthoedd unigryw.
"Fe fydd Axiom yn gweithio yn agos iawn gyda S4C er mwyn cefnogi strategaeth twf masnachol y sianel."
Methu dod o hyd i'r hyn oeddech chi'n chwilio amdano?